1. A constructivist approach for a self-adaptive decision-making system: application to road traffic control
- Author
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Nour-Eddin El Faouzi, Romain Billot, Salima Hassas, Maxime Gueriau, Frédéric Armetta, Systèmes Cognitifs et Systèmes Multi-Agents (SyCoSMA), Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information (LIRIS), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2), Laboratoire d'Ingénierie Circulation Transport (LICIT UMR TE), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Université de Lyon, Lab-STICC_TB_CID_DECIDE, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Logique des Usages, Sciences sociales et Sciences de l'Information (LUSSI), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Télécom Bretagne-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB), Systèmes Multi-Agents ( SMA ), Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information ( LIRIS ), Université Lumière - Lyon 2 ( UL2 ) -École Centrale de Lyon ( ECL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National des Sciences Appliquées de Lyon ( INSA Lyon ), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Lumière - Lyon 2 ( UL2 ) -École Centrale de Lyon ( ECL ), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ), Laboratoire d'Ingénierie Circulation Transport ( LICIT UMR TE ), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -École Nationale des Travaux Publics de l'État ( ENTPE ) -Université de Lyon, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance ( Lab-STICC ), École Nationale d'Ingénieurs de Brest ( ENIB ) -Université de Bretagne Sud ( UBS ) -Université de Brest ( UBO ) -Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques ( IBNM ), Université de Brest ( UBO ) -Université européenne de Bretagne ( UEB ) -ENSTA Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -École Nationale d'Ingénieurs de Brest ( ENIB ) -Université de Bretagne Sud ( UBS ) -Université de Brest ( UBO ) -Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques ( IBNM ), Université de Brest ( UBO ) -Université européenne de Bretagne ( UEB ) -ENSTA Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Département Logique des Usages, Sciences sociales et Sciences de l'Information ( LUSSI ), Université européenne de Bretagne ( UEB ) -Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris], and Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
- Subjects
Road traffic control ,Traffic control ,Computer science ,Population ,Context (language use) ,02 engineering and technology ,Constructivism ,Machine learning ,computer.software_genre ,Constructivist teaching methods ,[INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI] ,0502 economics and business ,0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering ,Reinforcement learning ,education ,[ INFO.INFO-AI ] Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI] ,050210 logistics & transportation ,education.field_of_study ,business.industry ,Multi-agent system ,05 social sciences ,Multi-agent systems ,Representation (systemics) ,Reinforcement Learning ,[INFO.INFO-MA]Computer Science [cs]/Multiagent Systems [cs.MA] ,Connected vehicle ,Unsupervised learning ,[ INFO.INFO-MA ] Computer Science [cs]/Multiagent Systems [cs.MA] ,020201 artificial intelligence & image processing ,Artificial intelligence ,business ,computer ,Decision making - Abstract
International audience; The relevance of decision making in autonomous systems is intrinsically related to the system capacity to discriminate its perception-action states. This is particularly challenging in unknown and changing complex environments, where providing a complete a priori representation to the system is not possible. To illustrate the problem, let us consider a decentralized control of road traffic, where a control device of the distributed infrastructure locally controls traffic, by learning to construct a precise representation (perception-action states) of the traffic state. In this context, it is challenging to define from prior knowledge a relevant representation of the traffic state that enables an efficient recommendation-based control. Without considering a prior domain-knowledge representation, we propose an approach able to combine a set of existing traditional unsupervised learning methods that collaborate as a population of agents in order to build an efficient representation. Our approach follows a constructivist learning perspective, where each agent produces a possible discretization of the raw sensed data. Thanks to a multi-agent reinforcement learning process, the population is able to collectively build a representation that combines the good capacities of the individual ones.
- Published
- 2016
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